一起氧气管道低温态爆破事故.docx

一起氧气管道低温态爆破事故武汉某铸锻中心最近发生一起氧气管道低温态爆破事故，其具有共性的一些特征与原因可供同行借签，特介绍如下。1 事故经过武汉某铸锻中心，原配套小氧站装有 150m3/h、350m3/h 小型制氧机各二台， 供电炉吹氧和其它切割焊接等用户。 由于这几台小设备年代已久，能耗高、出力不足、技术经济指标落后，计划淘汰，并新建液氧站取代，由附近钢铁公司的大型空分设备供给液氧。其供氧气统见氧气管道示意图。新建液氧站有 1.6MPa、 20m3 粉未真空绝热立式液氧罐两座， 1.6MPa、800m3/h 空气换热汽化器一台，相关阀门、管道及仪表等。为了向液氧罐充液氧时罐不卸压，减少放氧损失和保证用户氧压稳定，还配了一台充罐增压用的离心式液氧泵。用氧流程为：液氧罐液氧空气换热汽化器汽化氧气管道电炉和其它氧气用户，是空气换热汽化器增压的无泵流程。该系统于 2006 年 2 月中旬新建完工，经过试压、查漏和吹扫，质量检查合格，通过工程验收。2 月 22 日至 23 日液氧罐泵入液氧 50%以上。2月 27 日下午对有关人员进行了安全教育和操作培训，再次对新建系统进行检查与确认，于 18 时启动液氧系统向氧气管网补充供氧。氧气管道示意图中，A 点以前为新建氧气管道，其在空气换热汽化器前为不锈钢管道(低温部份)，汽化器后为碳钢管(常温部份)，其余老管道均为碳钢管。启动液氧系统补充供氧前小氧站 150m3/h、350m3/h 制氧机正常运行，启动液氧系统后小氧站减量。液氧站调试使用至第二天上午 9 时许，制氧站人员巡检时发现，液氧汽化器后及133 氧气主管有 100 余米管道外壁挂霜结冻现象严重。 当即关小汽化器液氧供给阀，减量运行。但已来不及阻止事故的发生，2 月 28 日上午 10 时许，只听轰然一声，液氧站汽化器出口管与系统133 氧气主管交汇处至氧气分气缸进口处长约 60 余米氧气管道爆破，多处断开落地，事故范围就在氧气管道示意图的 A、B、C 三点之间。事故造成电炉停产、用户断氧，幸未伤人，也未引起火灾。2 原因分析2.1 氧气管道低温态超压物理性爆破根据事故现象与经过，通过现场情况分析，碳钢氧气主管表面挂霜结冻现象严重，说明未完全汽化的超低温(-183)液氧已进入碳钢氧气主管，管壁温度骤降，造成大气中的水份在管壁附近遇低温过饱和析出，管壁挂霜、结露、冻冰。超低温造成碳钢管机械强度大大下降，承压能力骤减。氧气主管多处断开落地，大块碎片四散，断口承脆性断裂，都是低温所致。超低温液氧进入碳钢管道，通过管壁与大气进行热交换而汽化增压。在汽化器出口管与系统133 氧气主管交汇处， 液氧遇小氧站送出的常温氧气，更是造成激烈汽化，液氧变气氧体积膨胀 800 倍，管内压力剧增，超过管材的强度极限就发生了爆破。 这也是事故范围在氧气管道示意图的 A、B、C 三点之间，而不 A 点之前的原因。A 点之前管内有液氧，温度虽低，但尚未剧烈汽化，承压并不高。这次事故没有起火燃烧，断口无熔化、炭黑痕迹，没有化学反应。综上所述，这次事故是超低温液氧进入了不耐低温的碳钢管道，管道低温冷脆，降低了机械强度，又在液氧激烈汽化增压的双重作用下，造成的一起典型的氧气管道低温态超压物理性爆破事故。2.2 系统汽化缓冲能力不足新建液氧站从 2 月 27 日 18 时开始调试使用，到 2 月 28 日上午 10 时发生事故前，15 个小时送出氧气约 7000m3，平均负荷为 470m3/h 左右，并未超过汽化器 800m3/h 的设计能力。但是，主要用氧大户的电炉不是一个连续稳定的用户，高峰与低谷负荷相差甚悬，由流量表可看出，高峰用氧已达 2000m3/h，超过小氧站供氧(机组未全开)和液氧站汽化能力之和，再加上系统缓冲能力不足，造成液氧未经完全复热就进入碳钢管道，酿成事故。管道挂霜结冻严重就是明证。对于不均衡的用氧大户，系统汽化缓冲能力必须满足高峰负荷的需求，这样才能确保安全运行。2.3 自动调节安全保护手段缺失该系统汽化器后氧气管道上未设置测温点，没有汽化能力自动调节控制手段，更无汽化器出口氧气温度过低报警，自动切断液氧来源的安全保护装置。当用户用量加大，氧压偏低，液氧罐与汽化器后氧气压力差加大时，液氧自动增量，汽化器能力变得不足，复热不完善的液氧就进入碳钢管道，引发上述事故就不足为怪了。设计上的安全保护手段先天不足。2.4 操作不熟练新建液氧站初次调试投用，操作工对液氧低温特性、隐性危害认识不足，也不曾到其它使用单位操作实习过，对管道挂霜结冻等异常现象反应不灵敏，处置不得力。对液氧汽化补充与原小氧站联合供氧操作不熟练，这也是故事原因之一。2.5 天气恶劣气温低时值冬末春初，事故当日，寒潮来临，气温骤降 0以下。环境温度低， 造成空气换热的液氧汽化器汽化能力下降